某隧道工程风险评估PPT课件

1、 风险评估最早于二十世纪70 年代开始应用于美国的核电厂的安全性分析, 随后在诸如化学工业, 环境保护, 航天工程, 医疗卫生, 工程建设等广泛的领域得以推广和应用 。一一. .国内外隧道工程风险评估技术现国内外隧道工程风险评估技术现状状第1页/共97页 国外在隧道工程的风险分担和管理方面进行了较多研究，如国际隧道协会开展了隧道工程风险分担的研究，并对隧道工程合同风险的分担提出了25条建议。 19741991 隧道合同风险分担工作组 1991目前 隧道合同实践工作组第2页/共97页国际隧道协会合同实践工作组No. 3 对合同关系的主要方面提出了25条建议 (1978 to 1992) - Co

2、ntractual Sharing of Risks (Advances in Tunnelling Technology and Subsurface Use, Vol. 1, Nr. 2, pp. 191 - 197, 1981) - Recommendation of the Working Group Contractual Sharing of Risks (Advances in Tunnelling Technology and Subsurface Use, Vol. 3, Nr. 4, pp. 195 - 203, 1983) - Contractual Sharing of

3、 Risk: The International Perspective (Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 3, Nr. 2, pp. 101 - 140, 1988) - ITA Recommendations on Contractual Sharing of Risks (Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 5, Nr. 4, pp. 337 - 341, 1990) - ITA Recommendations on Contractual Sharing

4、of Risks (Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 7, Nr. 1, pp. 5 - 8, 1992) - ITA Recommendations on Contractual Sharing of Risks (Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 7, Nr. 4, pp. 393 - 397, 1992)地下工程风险的合同分担:国际隧道协会的观点(Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 10, Nr

5、. 4, pp. 433 - 437, 1995) 国际隧道协会对合同类型的建议书 (Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 11, Nr. 4, pp. 411 - 429, 1996)第3页/共97页国际隧协正式通过的25条建议（合同风险分担工作组）建议名称拟定时间国际隧协正式通过的年份与地点1变更条件的条款197619791979亚特兰大，美国2充分阐明可以得到的地下信息197619791979亚特兰大，美国3消除责任否认197619791979亚特兰大，美国4承包商资格预审197719791979亚特兰大，美国5合同价格的变化

6、197819801980布鲁塞尔，比利时6争议197819801980布鲁塞尔，比利时7地层的支护197819811981尼斯，法国8地层的特性197919821982布赖顿，英国9投标和签订合同197919821982布赖顿，英国10预付工程款197919811981尼斯，法国11岩石中的量测问题198019871987墨尔本，澳大利亚12合同的执行198019831983华沙，波兰13调整保险程序198019831983华沙，波兰14施工期间工程师的任务198019871987墨尔本，澳大利亚15通行权和许可证198419861986佛罗伦萨，意大利16由业主供应机械、设备、公用设施和材料

7、198419861986佛罗伦萨，意大利17选择的报价198419861986佛罗伦萨，意大利18工程周围的保护198419871987墨尔本，澳大利亚19有关水的量测问题198419871987墨尔本，澳大利亚20承包商提供资金198719891989多伦多，加拿大21工程的分包198719891989多伦多，加拿大22施工现场的安全198719901990成都，中国23第三方的工程监督198719901990成都，中国24签订合同后变更建议的处理198919921992阿卡普尔科，墨西哥25工程的终止或中止199019921992阿卡普尔科，墨西哥第4页/共97页风险分担的25条建议的分类

8、法律方面的建议财务方面的建议技术方面的建议计量方面的建议合同签订方面的建议建议1建议5建议7建议11建议4建议2建议10建议8建议19建议9建议3建议12建议14建议17建议6建议13建议15建议22建议21建议20建议16建议23建议25建议18建议24第5页/共97页 挪威的研究认为:合理的风险分担有利于控制工程造价和缩短工期,对业主和承包商双方有利。因此挪威采取一种把作业项目转化为时间当量（实际单位作业耗时）的方法，以减少合同纠纷 。第6页/共97页 新加坡深埋污水隧洞系统工程 （250km隧洞）从初步设计到施工 都进行了风 险管理； 在项目启动之前进行了风险辨识，列出了一系列的风险，并

9、在拟定招标文件、资格预审、评标以及合同管理的各阶段，加强了风险的管理。实践证明，工程初期进行的风险辨识和制定的控制措施是风险管理的重要方面。第7页/共97页 美国西雅图地铁的风险分析(对城市密集区的开发、复杂的地质条件、地震活动带、设计施工总承包合同有关的风险进行了分析和评估）美国美国第8页/共97页 瑞典将风险分析方法应用到斯德哥尔摩环行公路隧道的决策中。 荷兰开发了用于运营公路隧道风险评估的计算机模型（TunPrim），该模型可以进行定量的运营公路隧道风险评估 第9页/共97页 1994年10月21日，英国伦敦Heathrow机场快速地铁线隧道施工引起地面大塌陷，虽然未引起人员伤亡，但确是

10、当时英国25年来最严重的土木工程事故。恢复工作用了两年时间，耗资1.5亿美元，为原合同价的三倍。 该事故是保险公司损失惨重的最典型实例之一。曾经一度，保险公司拒绝提供地下工程保险，不论是以什么价格。他们认为保险是一项业务，保险公司没有义务非得给地下工程提供保险。 事故后，英国组织专门工作组经过几年的调查研究认为“事故应该通过有效的风险管理来避免”。第10页/共97页第11页/共97页 为了管理好与隧道设计和施工有关的风险，英国隧道学会和英国保险公司协会2003年9月联合推出了英国隧道工程风险管理实施联合条例。 条理规定：在英国超过100万英镑的隧道工程的保险，都必须按此条理执行。第12页/共9

11、7页风险分析具体步骤如下： 风险辨识 风险的量化 确定消除风险的预案 确定风险控制方法 在合同中明确各方的风险分担 在许多大型基础设施项目中，保险是作为 一项降低风险的措施，但条例规定保险不 能作为降低隧道工程风险的一项单一措施。12345第13页/共97页该条例已经在英国实施。计划以此条例为蓝本，进行必要的修改和补充，形成能用作国际隧道工程风险管理的条例。第14页/共97页 在隧道工程风险管理方面，虽然国外进行了较多的研究，但由于隧道工程的多样性和复杂性，研究还不系统、完善。 我国对重大工程的经济评价、环境评价、社会评价均有相关规定，但工程风险的评估尚未纳入工程体系，与国外相比，在工程的风险

12、分析和评估方面的研究相对滞后。 第15页/共97页隧道工程是高风险的工程，风险管理尤显隧道工程是高风险的工程，风险管理尤显重要重要 由于隧道工程比其他地面工程更为复杂、困难、危险，因而具有更大的风险。 如2003年7月1日，上海地铁四号线，黄浦江隧道口工地发生地面沉降，随后导致中山南路一栋八层高楼房严重倾斜，董家渡路口一段长三十米的防汛墙崩堤，直接经济损失1.5亿元左右以及严重的社会影响。 上海轨道交通四号线由4家保险公司共同承保，其中平安保险占整个保单40%的份额，太平洋保险占30%份额，人保财险和大众保险各占20%和10%的份额，保险范围涉及建工险和第三方责任险，总保额确定为人民币56.4

13、6亿元。保险期限与建筑期相同，即从2000年12月16日至2004年底工程项目竣工验收之日止。建工险和第三者责任险，承保费率为3.05（国际上重大工程的投保费率通常为7至8。目前正在理赔。 第16页/共97页第17页/共97页瑞典Hallandss铁路隧道第18页/共97页瑞典Hallandss铁路隧道施工概况年代年代方法方法进度进度19931993敞开敞开TBMTBM16m16m遇到严重风化层，暂停遇到严重风化层，暂停1993-19961993-1996钻爆法钻爆法3000m3000m承包商退出承包商退出 1996-19971996-1997开挖中间导坑，增加开挖中间导坑，增加4 4个工作面

14、个工作面6000m6000m涌水，涌水，60l/s60l/s，引起地表，引起地表水井干水井干枯枯( (地下水下降地下水下降100m,100m,影响影响150150农场和山上居民农场和山上居民) ) ，试验，试验8080种种灌浆材料后，采用灌浆材料后，采用Rhoca-GilRhoca-Gil 有有毒浆液注浆，严重污染地下水，毒浆液注浆，严重污染地下水，毒死了牲畜毒死了牲畜 ，影响恶劣，工程，影响恶劣，工程被迫停工被迫停工 , ,承包商退出承包商退出1998199919981999进行地下水的净化工进行地下水的净化工作作 20022002重新招标，采用混合重新招标，采用混合盾构施工盾构施工目前正在

15、施工，预计目前正在施工，预计20102010年完年完工工第19页/共97页开展野三关隧道工程风险评估的重要意义 野三关隧道地处岩溶强烈发育区，有断层、煤层、瓦斯、高地应力等不良地质现象，其工程地质、水文地质条件极为复杂，隧道施工中不可避免的会遇到各种风险，开展风险评估及控制研究十分必要。第20页/共97页 对一个大型的隧道工程项目进行风险评估研究，在我国铁路隧道工程界是第一次。由于涉及面很广、问题复杂、工作量很大，很难在短期内对隧道工程进行全面的风险分析和评估。根据野三关隧道工程的特点和目前的进展情况，这次风险评估和控制主要针对施工阶段的“安全风险”和“环境风险”进行。 第21页/共97页风险

16、评估的程序 风险管理目标确定、风险辨识、风险估计、风险评价、风险控制方案、方案计划实施、检查和反馈等 。第22页/共97页二二. .野三关隧道工程风险的辨野三关隧道工程风险的辨识识风险辨识的主要内容风险辨识的主要内容 风险辨识是风险评估与控制的基础。风险因素辨识是否全面、辨识的结果是否准确将影响风险评估和控制过程。风险辨识主要内容有: 在隧道工程项目施工过程中有哪些风险应 当考虑？ 引起这些风险的主要因素有哪些？ 这些风险的后果及其严重程度如何？123第23页/共97页基本风险类型及其构成表(1)风险名称风险构成(风险表现形式)风险1隧道涌突水、突泥11岩溶暗河系统涌水突泥（1）1号管道流：位

17、于野三关隧道南1km，于洞身间隔有P2w,T2d1隔水层，对隧道无影响（2）2号管道流：位于隧道北1.5km,且高出洞身300m以上，对隧道无直接影响（3）3号地下河：长度10200m,汇水面积9.25km2,隧道从地下河下方通过，高出洞身300400m，且有隔水层，涌水可能性不大，但可通过断裂形成高压突水（4）4号地下暗河系统：长度10540m，汇水面积8.35km2。该地下河主河道在DK129+600上方通过，高出洞身仅约60m，涌水可能性较大，且水量较大。（5）5号管道流：长度2330m，汇水面积8.39km2,发育高程8001000m，于隧道洞身标高接近至高出150m，隧道涌水时在其水

18、力范围内。12 断裂带涌突水、突泥（1）柳山拐断裂：破碎带宽25m，断距44.78Mpa风险5.3 软弱围岩（1） 第四系覆盖层，主要对洞口段的影响（2）软质岩,（3）破碎岩基本风险类型及其构成表(2)第25页/共97页风险6隧道洞口边仰坡失稳（滑坡、崩塌对环境影响）（1）进口：陡崖、块状灰岩，有坡积层（2）出口：薄层灰岩夹页岩，表层覆盖土层厚110m，崩坡积土夹块石（3）出口：已存在顺层滑坡，滑壁后沿高12m，有马刀树等迹象风险7正洞、平导、斜井弃碴场对环境的影响（1）进口正洞、平导弃碴场占地恶化环境（2）出口正洞、平导弃碴场占地恶化环境（3）1#斜井、副井弃碴场占地恶化环境（4）2#斜井、

19、副井弃碴场占地恶化环境风险8煤系地层瓦斯及采空区危害（煤系地层有害气体及采空区危害）（1）吴家坪2号无烟煤，瓦斯浓度0，但瓦斯浓度不均匀，仍需注意（2）马鞍段煤层基本为N2和CO2，按规范为无瓦斯突出地层，但扩散快，压力大，压力为0.58MPa（3）煤层厚24.90Mpa（3）埋深400m（4）干燥，无地下水（5）无岩溶空洞、洞穴风险10高温地热（含热泉）（1）隧道最大埋深685m（2）地温梯度不明（3）断裂是否切穿到可能含热水的O、地层，临喀斯特排泄面附近可能有热泉风险11隧道衬砌结构破损（1）岩溶管道流高压水头，高水压导致，本隧道岩溶发育，存在可能性（2）腐蚀性地下水对混凝土的腐蚀，本隧道

20、仅S45点上局部有弱腐蚀（3）普遍的渗漏水，影响隧道长期稳定及运营风险12. 其他基本风险类型及其构成表(3)第26页/共97页各项基本风险、引起风险的因素及其权各项基本风险、引起风险的因素及其权重重基本风险F1：隧道涌突水、突泥 岩溶暗河系统突水突泥（F1.1）。其引起风险因素及其权重如下： 1号管道流：位于野三关隧道南1km，与洞身间隔有P2w,T2d1隔水层，对隧道无影响,因此权重为0； 2号管道流：位于隧道北1.5km,且高出洞身300m以上，对隧道无直接影响,权重为0； 3号地下河：长度10200m,汇水面积9.25km2,隧道从地下河下方通过，高出洞身300400m，且有隔水层，涌

21、水可能性不大，但可通过断裂形成高压突水,权重为0.2； 4号地下暗河系统：长度10540m，汇水面积8.35km2。该地下河主河道在DK129+600上方通过，高出洞身仅约60m，涌水可能性较大，且水量较大,权重为0.4； 5号管道流：长度2330m，汇水面积8.39km2,发育高程8001000m，与隧道洞身标高接近至高出150m，隧道涌水时在其水力范围内,权重为0.4。12345第27页/共97页断裂带涌突水突泥（断裂带涌突水突泥（F F1.21.2） 其引起风险因素及其权重如下： 柳山拐断裂：破碎带宽25米，断距44.78Mpa。软弱围岩（F5.3），权重0.33，其引起风险因素为： 第

22、四系覆盖层，主要对洞口段的影响； 软质岩层； 破碎岩 基本风险基本风险F5F5：围岩失：围岩失稳稳12312123第36页/共97页第37页/共97页该风险事件的因素有： 进口：陡崖、块状灰岩，有坡积层，权 重0.4 出口：薄层灰岩夹页岩，表层覆盖土层 厚110m，崩坡积土夹块石，权重0.3； 出口：已存在顺层滑坡，滑壁后沿高 12m，有马刀树等迹象，权重0.3。基本风险基本风险F6F6： 隧道洞口边仰坡失稳隧道洞口边仰坡失稳 （滑坡、崩塌对环境影响）（滑坡、崩塌对环境影响）123第38页/共97页第39页/共97页基本风险基本风险F7F7：正洞、平导、斜井弃碴：正洞、平导、斜井弃碴场对场对

23、环境的影响环境的影响123该风险包括三个影响因素： 进口正洞、平导弃碴场占地恶化环境, 权重0.4； 出口正洞、平导弃碴场占地恶化环 境，权重0.4； 斜井弃碴场占地恶化环境，权重0.2。 第40页/共97页第41页/共97页该风险因素包括： 二叠系上统吴家坪组的煤为2号无烟煤，瓦斯 浓度0，但瓦斯浓度不均匀，需要注意，权 重0.3； 二叠系下统栖霞组马鞍段煤层基本为N2和 CO2，按规范为无瓦斯突出地层，但扩散 快，压力大，权重0.3； 煤层厚24.90Mpa， 权重0.3； 埋深400m，权重0.2； 干燥，无地下水，权重0.1； 无岩溶空洞、洞穴、断裂存在的完 整地段，权重0.1。基本风

24、险基本风险F9F9：岩：岩爆爆12345第44页/共97页第45页/共97页风险风险F10F10：高温地热（含热泉）：高温地热（含热泉）123风险因素包括： 隧道最大埋深685m，权重0.3； 地温梯度不明，权重0.3； 断裂是否切穿到可能含热水的O、地 层，临喀斯特排泄面附近可能有热泉， 权重0.4。 第46页/共97页第47页/共97页基本风险基本风险F F1111: :隧道衬砌结构破隧道衬砌结构破损损123风险因素有： 岩溶管道流高压水头，本隧道岩溶发育，存 在可能性，权重0.6； 腐蚀性地下水对混凝土的腐蚀，本隧道仅S45 点上局部有弱腐蚀，权重0.1； 普遍的渗漏水，影响隧道长期稳定

25、及运营， 权重0.3第48页/共97页第49页/共97页基本风险基本风险F12F12：其他风：其他风险险其他风险是指：引起安全性风险和影响 环境风险的其他不可预 见性因素。第50页/共97页野三关隧道工程基本风险系统的构野三关隧道工程基本风险系统的构成成基本风险的分类第51页/共97页基本风险判断矩阵标度及其含义标度含义1表示两个因素相比，具有同样重要性3表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要5表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要7表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要9表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要第52页/共97页安全风险和环境风险权重判断矩阵第5

26、3页/共97页野三关隧道工程施工风险类型（A）影响环境风险（A2）安全性风险（A1）（0.844） （0.156）图图22 野三关隧道工程施工风险类型构成示意图野三关隧道工程施工风险类型构成示意图第54页/共97页第55页/共97页第56页/共97页第57页/共97页第58页/共97页第59页/共97页基本风险基本风险F Fi i相对于安全风险相对于安全风险和和 环境风险的权重计环境风险的权重计算算第60页/共97页第61页/共97页基本风险基本风险F Fi i相对于施工风险相对于施工风险A A的的 总风险权重计算总风险权重计算已知安全性风险权重B10.844，影响环境风险权重B20.156，

27、则基本风险Fi（i=1,2,12）相对于施工风险A的总风险权重Wi（i=1,2,12）的计算如下： Wi = WAi Bm 式中： A1，2 i=1,2,12 m=1,2第62页/共97页第63页/共97页野三关隧道工程风险估计方法的选择 根据以往特征相似的隧道工程施工中，曾经发生的安全和影响环境的事件,结合野三关隧道工程的水文地质、工程地质条件等环境因素，凭借专家的经验，分析和估计基本风险事件发生的概率、所产生的后果(损失值)及每一项后果发生的可能性(概率)，因此,隧道工程风险的估计是属于一种介于主观估计和客观估计之间的“中间估计”。三三. .野三关隧道工程风险的估野三关隧道工程风险的估计计

28、第64页/共97页隧道工程风险估计是为了回答:“隧道工程的风险有多大?”的问题。采用“风险期望损失值”估计的方法,可以较圆满的达到野三关隧道工程风险估计的目的。风险期望损失值估计方法是一种估计风险事件发生的几种后果(如:延误工期、人员伤亡、)的损失值及每种后果发生的概率，由此即可作出“风险大小”的估计。 第65页/共97页 熟悉已确定的野三关隧道工程施工基本风险的构成、引起风险因素及其权重的资料。 收集以往我国隧道工程施工中的安全性事故和影响环境事故的资料；了解各项事故的形成因素及其产生的后果（损失值）状况。 专家组采用调查会的形式，在讨论、交流上述信息的基础上，结合野三关隧道工程的设计、施工

29、、水文、地质等资料，用德尔菲法，集思广益每一项基本风险Fi（i=1,2,12）发生的概率Pi归纳、汇总。 专家组对每项风险事件的后果性质、损失值大小及引起该后果的概率进行面对面的广泛议论，自由地发表自己的见解。 用德尔菲专家函询方法，由专家组专家，以背靠背的形式，就风险事件后果性质、损失值及其后果概率做出专家调查意见表。 采用统计分析的方法，将各个专家调查意见汇总，即为本项目风险估计的结果。野三关隧道工程风险估计的具体步野三关隧道工程风险估计的具体步骤骤123456第66页/共97页第67页/共97页第68页/共97页第69页/共97页第70页/共97页第71页/共97页第72页/共97页第7

30、3页/共97页第74页/共97页四四. .野三关隧道工程风险的评价野三关隧道工程风险的评价风险估计只是对工程项目基本风险分别进行了估计或量化。而风险评价则考虑基本风险综合起来的整体风险。 第75页/共97页第76页/共97页第77页/共97页 野三关隧道工程各项基本风险的总损失值估计为14293.8万元； 在考虑各项基本风险发生概率的基础上，该工程项目的期望损失值（风险估计值）为11960.8万元； 应用风险位能的概念，从风险评价值的计算和排序结果可见：基本风险F1（隧道涌突水、突泥）应属于A类风险，即风险控制的第一重点；基本风险F2（岩溶洞穴及充填物对隧道的危害）、基本风险F5（围岩失稳）、

31、基本风险F11（隧道衬砌结构破损）等应属于B类风险，即次重点控制对象。评价结论评价结论 第78页/共97页 风险控制是风险管理的一个组成部分，其实质是在风险辩识、风险估计、风险评价等风险分析的基础上，针对工程项目施工可能存在的风险因素，积极采取控制技术以清除风险因素或减小风险的危险性。也就是说，在事故发生之前，降低事故发生的可能性；在事故发生时，将损失减少到最低限度，从而达到降低风险损失的目的。五五. .野三关隧道工程风险的控野三关隧道工程风险的控制制第79页/共97页风险控制技术类型很多，对一般项目而言，主要控制技术有：避免风险、损失控制、分散风险和转移风险等。风险技术的选择因项目特征而异。

32、野三关隧道工程的风险特征是：风险发生概率大、后果损失严重。因此，其风险的控制主要应采用损失控制技术。第80页/共97页 采用重点分析法（巴雷特Pareto曲线法），选出重点控制对象。选出项目数占8%，风险估计值占76%的A类风险（即基本风险F1：隧道涌突水、突泥）作为第一重点控制对象；选出项目数占25%，而风险估计值占15%的B类风险（基本风险F2、F5、F11）作为次重点控制对象。 第81页/共97页重点风险：隧道涌突水突泥风险的控制重点风险：隧道涌突水突泥风险的控制 加强地质预报 施工期根据工程地质、水文地质勘测资料，加强岩溶强烈发育段、重点断层带及暗河管道流系统段增加水平定向钻探的综合地

33、质预报，综合应用各种地质预测、预报方法，特别是采用有效的涌水突泥预报方法，提高地质预报准确度，在隧道开挖前，判断岩溶及断层涌突水突泥的可能性。1第82页/共97页注浆封堵 对于预测预报发现和确定的涌突水突泥地段，采用超前帷幕预注浆封堵并确定封堵成功后再进行开挖的控制措施，注浆封堵一段再开挖，可以有效的控制涌突水突泥。2第83页/共97页暗河管道改道 对于大的暗河岩溶管道或地下暗河，由于其水量巨大，在隧道内通过时，需要将管道或暗河改道通过。 3第84页/共97页 采用如上综合风险控制措施，其对风险控制概率估计为90%以上，风险控制方案成本值估计为1800万元。第85页/共97页次重点风险的控次重

34、点风险的控制制 岩溶洞穴及充填物对隧道危害风险的控制 关键是地质预报。如能准确预报前方地质，就可以事先采取措施(常规措施），控制风险。在本次项目风险控制方案研究中，主要应考虑应用超前综合地质预测预报手段进行本项风险控制。应用地质预报进行此项风险预报的控制概率估计为70，所需成本估计为100万元。第86页/共97页围岩失稳风险的控制围岩失稳风险的控制准确划分围岩级别；根据围岩级别选用正确的施工方法；对断层破碎带采用先加固后开挖的方法，例如用打超前锚杆，超前小导管注浆，大小管棚等工程措施；对硬软相间、软质岩、破碎地层等，开挖中必须进行控制爆破并适当加大开挖断面预留变形以确保净空断面值，加强初期锚喷支护，加强围岩变形量测及监控，及时进行信息反馈并采取相应措施。 上述综合方案的风险控制概率估计为90，所需成本值估计为240万元。第87页/共97页隧道衬砌结构破损风险的控隧道衬砌结构破损风险的控制制 涌突水突泥严重地段，增设水压计监测水压，以判断作用在衬砌上的水压力；埋深较大，岩溶涌突水突泥地段，衬砌结构必须加强（加厚或采用钢筋混凝土）；对于埋